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随着山区经济的飞速发展,大量基础设施在山区投入使用。为了保护山区重要建筑物使其免受落石灾害影响,提出在重要建筑物的钢筋混凝土屋面板上设置一定的缓冲层,来达到缓冲冲击力并缓冲吸能的目的。 在落石冲击作用下,通过缓冲材料的缓冲作用将部分冲击效果缓冲消耗掉,从而达到使直接作用于钢筋混凝土屋面板上的冲击效应有所降低的目的。由于落石冲击能量大,冲击时间短暂,涉及到结构大变形和复杂的能量转换关系,因而研究落石冲击下缓冲结构的动力响应就具有一定的难度。 本文以简化后钢筋混凝土屋面板结构为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件对落石冲击加缓冲材料的钢筋混凝土板的作用过程进行了数值仿真模拟,研究落石从不同高度下落冲击几种加不同缓冲材料的钢筋混凝土板的动力力学响应,为落石防护工程设计提供参考。 本文将实体结构简化后得到计算模型,利用 ANSYS/LS-DYNA的专门后处理器LS-PREPOST对各不同情况下钢筋混凝土板动力响应进行相关分析,具体研究工作如下: 1.建立未设缓冲材料、设橡胶缓冲、设软橡胶缓冲、设泡沫缓冲四种缓冲层类型在落石分别从1m和3m下落冲击结构的共八种模型。 2.分析各种模型的落石加速度、板底面正对落石冲击位置加速度,及动应力分布; 3.结合不同模型的计算结果分析各种材料的缓冲效果大小,得出结论: ①设橡胶缓冲的钢筋混凝土板动应力值减小;落石加速度最大值微增,碰撞持续时间增大;板底面中心位置加速度值减小。 ②设软橡胶缓冲的钢筋混凝土板动应力值有微缩;落石加速度最大值微增,碰撞持续时间增大,板底面中心位置加速度值减小且振幅趋于平缓。 ③设泡沫缓冲的钢筋混凝土板动应力值缩小;落石加速度最大值减小,碰撞持续时间增大,板底面中心位置加速度值减小且振幅平缓。 4.简单分析不加任何缓冲材料时落石对筋混凝土板的冲击破坏。